Sensor de temperatura

O sensor de temperatura

é um dispositivo que permite avaliar o valor de um parâmetro e, se necessário, transferir mais informações ao longo do circuito de controle. Hoje, os testadores individuais são equipados com esse tipo de equipamento, o que faz uso conveniente. Sensores de temperatura variam em design e funcionalidade. Outros são projetados para avaliar a condição do leite, outros são adequados para metais fundidos.

História dos termômetros

Pesquisadores discordam sobre quem primeiro inventou o termômetro. Candidatos para o papel:

1. Galileo Galilei.
2. Cornelis Drebbel.
3. Robert Flood.
4. Santorio Santorio.

Mais Filo de Bizantino e Garça de Alexandria estavam cientes das propriedades mutáveis ​​das substâncias sob a ação da temperatura. Em particular, os antigos interessados ​​no ar. Percebe-se que quando a temperatura do frasco selado, parcialmente preenchido com água, o nível de separação da mídia se move. Isso é muito semelhante aos modernos dispositivos de mercúrio. Galileo Galilei chamou o inventor desta classe de dispositivos - o cientista projetou thermoscopes. A diferença é a falta de escala.

Forçado a reconhecer o pioneiro de Robert Flud, que foi o primeiro a quantificar a medição da mudança em 1638.O design foi extremamente bem sucedido. Algo semelhante é usado na indústria e hoje. Em 1613 e 1611, Santorio Santorio e Francesco Sagredo já experimentaram a escala. O termo "termômetro" é mencionado pela primeira vez na edição de 1624 de La Récréation Mathématique.

Tornou-se rapidamente claro que o coeficiente térmico de expansão de água não era alto, já em 1654 um análogo com álcool apareceu, em 1730 o desenho adquiriu uma aparência praticamente moderna( a escala da física de Reaumur ainda é usada na França).Os cientistas experimentaram ativamente outros líquidos. Em paralelo, o trabalho estava em andamento na escala: em 1665, Christian Huygens propôs pontos de ebulição padrão e pontos de congelamento para a água.

Não havia uma única noção do grau de um grau até que, em 1742, Celsius dividiu a distância entre os dois pontos mencionados acima em cem partes iguais( na versão original, o ponto de ebulição da água foi tomado como zero, 100% de gelo derretido).Apareceu na unidade na exibição atual. Em 1848, William Thomson( Lord Kelvin) provou a possibilidade de criar uma escala absoluta com zero abaixo da qual a temperatura não mais cairia( menos 273,16 graus Celsius - zero na escala de Kelvin).Os graus de magnitude Celsius e Kelvin são iguais.

A forma final da composição do termômetro levou em 1714, graças a Daniel Fahrenheit, que determinou que o coeficiente máximo de expansão térmica é caracterizado por mercúrio. Em 1724, o soprador de vidro ofereceu sua própria escala, o nome do dispositivo é conto de Ray Bradbury( a temperatura de uma mistura de água, sal e gelo foi tomada como um ponto de referência).A história não termina aí, e em 1999 apareceu o primeiro termômetro temporal sem contato. Semelhantes são usados, por exemplo, para trazer o leite, destinado à comida.

Como medir a temperatura

As propriedades termométricas das substâncias são usadas para medições. Parece trivial, como a frase “óleo oleoso”, mas essa é a realidade. As substâncias dependem da temperatura:

1. Dimensões geométricas. A qualidade mencionada foi notada pelos antigos no exemplo do ar e da água. No mundo de hoje, a capacidade de expansão térmica diferente de dois metais dissimilares é usada com mais frequência. Eles estão conectados em uma tira, "de trás para trás", despeja o sensor. O termômetro é chamado bimetálico. Propriedades semelhantes em um par mostram, por exemplo, ferro e zinco. As duas tiras, unidas por rebites, dobram-se quando aquecidas. Resistência Elétrica
2. .A qualidade é usada ativamente na tecnologia de semicondutores. Todas as geladeiras baratas, onde é irracional usar um termopar, são fornecidas com resistências semelhantes. A propriedade funciona na prática. Claro, as propriedades dos materiais são diferentes, a taxa de mudança de parâmetros não é a mesma.
3. Força eletromotriz. Os cientistas descobriram que os semicondutores individuais são capazes de formar um potencial quando aquecidos. Qualidades semelhantes são caracterizadas por minerais. Por exemplo, a famosa turmalina, nomeada por sua capacidade de atrair cinzas( quando aquecida, a superfície do cristal adquiriu uma carga que causou o fenômeno especificado).Espectro de radiação
4. .Um corpo colocado em um ambiente frio emite ondas de natureza eletromagnética. E no gráfico da densidade de radiação, parece que uma corcunda com um vértice mudou para a esquerda. Quanto mais alta a temperatura, mais forte a montanha é deslocada para cima na escala de frequência. Por exemplo, o sol está tão quente que o máximo de radiação solar cai no espectro visível na área verde. Da mesma forma, um ferreiro vê metal em brasa mudando de tom enquanto as peles atiram o fogo. Termômetros espectrais permitem medições remotas. Processo de Medição

Classificação Expandida de Termômetros

Vamos fazer uma reserva que, no âmbito desta revisão, não separamos os pirômetros dos tópicos. Esta é uma classe ligeiramente diferente de dispositivos, é usada ativamente para propósitos similares como sensores de temperatura. Então, é costume distinguir entre: expansão dos termômetros

• .Com base na capacidade dos corpos para alterar as dimensões geométricas: termômetros de líquido de vidro

1. - fora da janela. Já considerou sensores de temperatura. O mercúrio é freqüentemente usado como um líquido por várias razões: ele preserva o estado de agregação em uma ampla gama de condições ambientais, não molha o vidro e é facilmente extraído de componentes naturais. As desvantagens incluem toxicidade, um pequeno coeficiente de expansão de temperatura e congelamento já a menos 35 graus Celsius. Isso é uma reminiscência dos benefícios dos termômetros de álcool. Os termômetros Gauge
2. são baseados na dependência da temperatura da pressão de vapor de uma substância na câmara de trabalho. Tais sistemas são prontamente usados ​​como termostatos de refrigeradores antigos, onde não há eletrônica. Prós: o sistema não precisa de fornecimento de energia elétrica, o que simplifica muito o design do dispositivo. Esses sensores de temperatura estão localizados na área do evaporador, através de um tubo conectado ao controlador( localizado no compartimento de refrigeração), onde existe um relé.

• Sensores termométricos e termômetros de resistência incluem termopares e termistores. Este é um tema banal, vamos tocar um pouco abaixo. Os materiais utilizados para esses sensores de temperatura são metais, semicondutores e outras classes da tabela periódica. Termômetro de resistência

Termômetro projeta

O dispositivo que exibe a interface entre duas mídias é reconhecido como o primeiro e mais amplamente utilizado no dia a dia. Este não é o único modelo. Termômetros de peso usados ​​anteriormente. Este consistia de uma bola oca de platina, parcialmente preenchida com mercúrio e com um buraco capilar no fundo. Quanto mais alta a temperatura subiu, mais o ar na esfera se expandiu. Como resultado, mais gotículas de mercúrio fluíram. Como resultado, um equilíbrio se seguiu, a temperatura foi julgada pela massa restante.

Um termômetro de resistência de platina é usado como referência( de 13,81 a 903,89 graus Kelvin), e um germânio é usado abaixo( até 4,2 K).Acima do limite especificado já usou platina. Finalmente, um pirômetro quase-monocromático é usado acima de 1337,58 graus Kelvin. Com a ajuda dessas ferramentas obtivemos dados sobre o mundo.É lógico usar esses dispositivos para tarar. O pirômetro quasi-monocromático já está trabalhando com base em uma estimativa do espectro, não tem relação com a resistência. A uma temperatura de 6300 K, a maioria das ligas já é absorvida pelo vapor, e os pirômetros de radiação de microondas são usados ​​acima da marca mencionada acima e até 100.000 K.

O princípio de funcionamento da construção de um pirómetro óptico quase monocromático baseia-se na comparação do espectro do corpo em estudo com o espectro do filamento de referência( tungsténio).O dispositivo inclui uma lente, o visor está equipado com um filtro que transmite um espectro de ondas predominantemente visível.É possível regular o aquecimento do fio com um reostato, para vê-lo contra o fundo do corpo em estudo. Quando os objetos se tornam indistinguíveis( mesclagem), a temperatura desejada do tungstênio é atingida. A precisão depende fortemente do experimentador: o método é contra-indicativo do daltonismo. O limite superior de medição é limitado pelo ponto de fusão do fio.

Outros pirômetros quasi-monocromáticos usando filtros separam alguns componentes do espectro. Por exemplo, vermelho e azul, e depois pela intensidade, determinam a temperatura. Os sensores fotométricos já são usados ​​aqui: a luz incidente altera as propriedades dos materiais semicondutores. Dispositivos conhecidos que avaliam toda a faixa de emissão. Estamos falando do brilho integral, quando a imagem do objeto está focada no elemento sensível.

Abaixo do ponto de 4,2 K, um número de escalas de referência é aplicado. Para temperaturas ultrabaixas de 0,01 a 0,8 K, a dependência da suscetibilidade magnética de uma substância sobre o grau de aquecimento é usada( é mais apropriado falar em resfriamento).No restante da faixa, as dependências da pressão do vapor saturado de hélio( 3 e 4) são usadas.

Além dos princípios listados na seção anterior, são conhecidas alternativas que não são usadas no dia a dia. Se você não levar em conta os dispositivos do tema da construção. Estamos falando agora de termovisores, onde é usada uma avaliação visual do terreno total. A este respeito, dispositivos se assemelham a pirômetros óticos. O construtor apenas a olho encontra áreas que distraem muito do quadro geral, toma medidas corretivas apropriadas. O resto do imager opera na base de uma matriz de elementos fotossensíveis. O instrumento não inclui medição de temperatura( apenas uma avaliação qualitativa).

Não vamos falar sobre termopares e resistências, a informação para a maioria dos leitores já é conhecida. Apenas mencionamos que duas classes de dispositivos são frequentemente usadas na vida cotidiana. Incluindo as sondas dos testadores acima. A dependência da temperatura da resistência é geralmente linear, o ângulo depende do material. Quanto aos termopares, os sensores consistem em dois semicondutores diferentes. Uma mudança na temperatura leva à formação do potencial nas conclusões da estrutura.

Hoje, os sensores elementares são frequentemente incluídos na composição dos microchips. Não é novidade que as soluções integradas são muito mais fáceis de usar. Da mesma forma, o sensor de movimento é fornecido com enchimento eletrônico para amplificar o sinal original para um valor aceitável. Digite o escopo de capacidades de sensores de temperatura integrados e outras funções. Princípios de medição de temperatura são poucos, se você não levar em conta o exótico, como suscetibilidade magnética, todos eles são simples. Em eletrodomésticos, por exemplo, placas bimetálicas são frequentemente usadas.